世界第一臺(tái)電動(dòng)跑車設(shè)計(jì)平臺(tái)-XASUN視覺計(jì)算工作站

美國(guó)著名電動(dòng)汽車制造商Tesla Motors 采用 The MathWorks 的基于模型的設(shè)計(jì)工具，以開發(fā) 2008 款 Tesla Roadster，它是世界第一輛電動(dòng)跑車
 

為了在有限的預(yù)算和時(shí)間內(nèi)滿足苛刻的技術(shù)目標(biāo)，Tesla Motors 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)依靠 Simulink 和 MATLAB 對(duì)整個(gè)汽車和其主要子系統(tǒng)建模。工程師將汽車每個(gè)主要系統(tǒng)獨(dú)立的模型（包括電動(dòng)機(jī)、電池、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器、輪胎、電力以及控制系統(tǒng)）集成到一個(gè)完整的系統(tǒng)模型中。他們?cè)跇?gòu)建樣機(jī)之前使用這些模型仿真計(jì)算和預(yù)測(cè)總體車輛性能，然后對(duì)比仿真結(jié)果和樣機(jī)路面測(cè)試結(jié)果，以改善整個(gè)系統(tǒng)模型。此方法縮短了總體設(shè)計(jì)和測(cè)試流程，并幫助 Tesla Motors 以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)車輛的項(xiàng)目成本生產(chǎn) 2008 款 Tesla Roadster。

XASUN視覺計(jì)算工作站組成

 Matlab數(shù)值計(jì)算都是基于CPU為核心，將密集數(shù)值計(jì)算和復(fù)雜圖形圖像處理交給超級(jí)計(jì)算機(jī)甚至大型并行計(jì)算集群系統(tǒng)完成，今天我們推薦這套個(gè)人超級(jí)圖形計(jì)算平臺(tái)，借助GPU超強(qiáng)的浮點(diǎn)運(yùn)算能力，大幅提升并行計(jì)算能力和實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)處理速度，這套成本僅僅最低不到5萬(wàn)元人民幣，但它已經(jīng)超過(guò)傳統(tǒng)的30萬(wàn)集群的性能

 
 
 

一臺(tái)典型專業(yè)圖形工作站，安裝上Tesla C1060高性能計(jì)算卡和Jacket Engine引擎就成為一臺(tái)Matlab個(gè)人超級(jí)圖形計(jì)算機(jī)了

 產(chǎn)品型號(hào)  XASUN GPU T12308TT
參考配置：

下面我們主要介紹：
1. Nvidia Tesla C1060高性能計(jì)算卡
2.Jacket Engine for Matlab引擎

一. Tesla C1060卡 –超過(guò)10臺(tái)頂級(jí)雙路Xeon服務(wù)器性能

   NVIDIA Tesla C1060 可將工程師桌邊圖形工作站轉(zhuǎn)變成一個(gè)性能遠(yuǎn)超小型集群的高性能計(jì)算機(jī)。它的計(jì)算能力甚至超過(guò)了一個(gè)小的計(jì)算機(jī)集群。與在數(shù)據(jù)中心中的共享計(jì)算機(jī)集群相比，NVIDIA Tesla C1060性能更強(qiáng)，消耗的能源更少。Tesla C1060基于大規(guī)模并行的多核Tesla處理器。

該處理器與標(biāo)準(zhǔn)的CUDA C語(yǔ)言編程環(huán)境緊密結(jié)合以簡(jiǎn)化多核心編程,滿足HPC產(chǎn)業(yè)對(duì)性能無(wú)休止的追求，努力滿足對(duì)計(jì)算能力要求最苛刻的應(yīng)用的需求，這些應(yīng)用領(lǐng)域包括藥物研究、油氣開采以及計(jì)算金融。

多核心架構(gòu)在HPC高性能計(jì)算應(yīng)用中提供最理想的擴(kuò)展能力。有些應(yīng)用程序的復(fù)雜性已經(jīng)超出了CPU的處理能力，Tesla多核架構(gòu)能滿足這些程序?qū)τ?jì)算能力的需求。
  
NVIDIA CUDA™ 技術(shù)充分發(fā)揮Tesla多核計(jì)算產(chǎn)品的性能。獨(dú)一無(wú)二的C語(yǔ)言環(huán)境，充分發(fā)揮GPU（圖形處理器）的多核處理能力，來(lái)解決世界上對(duì)計(jì)算能力要求最迫切的問(wèn)題。
 

CUDA介紹：
CUDA是一種由NVIDIA推出的通用并行計(jì)算架構(gòu)，該架構(gòu)使GPU能夠解決復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題。 它包含了CUDA指令集架構(gòu)（ISA）以及GPU內(nèi)部的并行計(jì)算引擎。 開發(fā)人員現(xiàn)在可以使用C語(yǔ)言來(lái)為CUDA™架構(gòu)編寫程序，C語(yǔ)言是應(yīng)用最廣泛的一種高級(jí)編程語(yǔ)言。所編寫出的程序于是就可以在支持CUDA的處理器上以超高性能運(yùn)行。 將來(lái)還會(huì)支持其它語(yǔ)言，包括FORTRAN以及C++。

目前，支持CUDA的GPU銷量已逾1億，數(shù)以千計(jì)的軟件開發(fā)人員正在使用免費(fèi)的CUDA軟件開發(fā)工具來(lái)解決各種專業(yè)以及家用應(yīng)用程序中的問(wèn)題。這些應(yīng)用程序從視頻與音頻處理和物理效果模擬到石油天然氣勘探、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)成像以及科學(xué)研究，涵蓋了各個(gè)領(lǐng)域。

技術(shù)特點(diǎn)：
用于GPU并行應(yīng)用開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言
快速傅里葉轉(zhuǎn)換（FFT）以及基本線性代數(shù)子程序（BLAS）的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字庫(kù)
專用CUDA驅(qū)動(dòng)器，用于GPU和CPU之間快速數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算
CUDA驅(qū)動(dòng)程序與OpenGL和DirectX圖形驅(qū)動(dòng)程序可以實(shí)現(xiàn)互操作
支持Linux 32/64位，Windows XP 32/64位以及Mac 操作系統(tǒng)#p#page_title#e#

二、Jacket Engine for Matlab—把并行計(jì)算和圖形處理移到GPU平臺(tái)
  
1.      Jacket Engine介紹
Jacket Engine 是專門MATLAB基于GPU計(jì)算引擎，由AccelerEyes公司開發(fā)，其1.0版本已經(jīng)發(fā)布。AccelerEyes成立于2007年，致力于將GPU科技引入高性能計(jì)算（HPC）當(dāng)中，需要一個(gè)強(qiáng)勁的工具連接軟件開發(fā)人員和GPU硬件之間。當(dāng)硬件開發(fā)者致力于底層的軟件工具（如CUDA），以支持他們的設(shè)備時(shí)，AccelerEyes 開發(fā)了高層的接口，完全屏蔽了底層硬件的復(fù)雜性。
 

AccelerEyes的第一個(gè)產(chǎn)品——Jacket，適用于很多行業(yè)的HPC應(yīng)用，如：汽車制造、金融、醫(yī)療以及地質(zhì)等行業(yè)。此外，Jacket的圖形工具包能做的真正的視覺計(jì)算，能準(zhǔn)確的將計(jì)算機(jī)的CUDA OpenGL可視化進(jìn)行融合。
 
2.    Jacket Engine運(yùn)行
Jacket是MATLAB代碼在GPU上運(yùn)行的插件。Jacket使標(biāo)準(zhǔn)的MATLAB代碼能夠在GPU上運(yùn)行，并給用戶提供MATLAB的友好界面，帶來(lái)GPU可視化計(jì)算的速度。
 

Jacket不僅提供了GPU API（應(yīng)用程序接口），而且還集成了GPU MEX功能。在一定程度說(shuō)，Jacket是一個(gè)完全對(duì)用戶透明的系統(tǒng)，能夠自動(dòng)的進(jìn)行內(nèi)存分配和自動(dòng)優(yōu)化。Jacket使用了一個(gè)叫“on-the-fly”的編譯系統(tǒng)，使MATLAB交互式格式的程序能夠在GPU上運(yùn)行。
目前，Jacket只是基于NVIDIA的CUDA技術(shù)。
  
 3、圖形化工具包
Jacket同樣包含有MATLAB開發(fā)的圖形化工具包（支持目前的所有操作系統(tǒng)）。Jacket集成的圖形化工具包的計(jì)算引擎能夠完全發(fā)揮您的GPU 的全部OpenGL功能。這種計(jì)算和可視化的集成是您能做到開發(fā)真正的視覺計(jì)算

4. Matlab計(jì)算--移植到GPU平臺(tái)非常簡(jiǎn)單，功能更強(qiáng)大
Jacket是Matlab的GPU插件。Jacket能夠使標(biāo)準(zhǔn)的MATLAB代碼能夠運(yùn)行在任何NVIDIA的支持CUDA的GPU上，從Geforce8400到Tesla C1060。用法很簡(jiǎn)單——Jacket為MATLAB引入了新的數(shù)據(jù)類型，這使得您能將您的數(shù)據(jù)移植到GPU上運(yùn)算。
 

 
>> G = gones( 3 );     % 創(chuàng)建一個(gè) GPU矩陣
>> G = fft( G );         % 執(zhí)行一個(gè) GPU FFT
>> G = G * G;           % GPU 矩陣乘法
>> C = double( G );    % 返回到CPU模式
 
MATLAB代碼例子：
 
很簡(jiǎn)單吧！僅僅只需更改數(shù)據(jù)類型，就能開始使用GPU的強(qiáng)大運(yùn)算能力了，NVIDIA Tesla C1060具有240個(gè)GPU處理器（核）?，F(xiàn)在您可以把以前巨大的集群系統(tǒng)拋棄了，來(lái)享受帶有Jacket的個(gè)人超級(jí)運(yùn)算計(jì)算機(jī)吧！
 
Jacket圖形工具包極大的改善了MTLAB的可視化計(jì)算。想法同樣很簡(jiǎn)單——使數(shù)據(jù)在GPU中進(jìn)行可視化計(jì)算而不需要將數(shù)據(jù)返回至CPU。